CA1076162A

CA1076162A - Dispositif de verrouillage en traction d'elements de canalisation

Info

Publication number: CA1076162A
Application number: CA282,506A
Authority: CA
Inventors: Georges E. Bram
Original assignee: Pont a Mousson SA
Current assignee: Pont a Mousson SA
Priority date: 1976-07-13
Filing date: 1977-07-11
Publication date: 1980-04-22
Also published as: GB1573363A; AU2696477A; AU509131B2; FR2358610A1; DD131404A5; DE2731242A1; DE2731242C2; IN148593B; JPS5728831B2; FR2358610B1; IT1083545B; US4194769A; JPS538818A

Abstract

SUBSTITUTE REMPLACEMENT SECTION is not Present Cette Section est Absente

Description

1076~

; La présente invention ccncerne les dispostifs de ver-rouillage en traction de couples d'élements de canalisation, l'un à bout uni et l'autre à emboite~ent, comportant une garniture an-nulaire d~étanchéité comprimee radialement entre eux et suscepti-bles de présenter entre eux une déviation angulaire, ces disposi-tifs à verrouillage indépendant de l~étanchéité étant du typc com-prenant un ~paulement prévu sur le bout uni et disposé, a l'~tat monté du jointS entre une collerette radiale intérieure d~entrée de l'emboitement et la garniture d'étanch~ité, et une bague fendue axialement appliquée autour du bout uni entre la collerette de l~emboftement et l'épaulement du bout uni et en appui contre cet épaulement sous l'effet de moyens d~entretoisement dispos~s entre la collerette et la bague.
On connalt déjà, par exemple par le brevet francais 71.39 438 - 2,159,581, un dispositif de ce type dans lequel les moyens J'entretoisement sont constitués par une masse de re~plis-sage, par exemple en r~sine époxy, occupant la cavité de l~embo~-tement autour du bout uni et s'étendant axialement au moins entre la collerette et la bague, si ce n'est jusqu'au fond de l'emboi-1 20 ment.
¦ Toutefois, un tel dispositif nécessite des manipulations ¦ de coulee relativement délicates, surtout lorsqu'il doit 8tre mis ¦ en place dans des tranchées, et exige donc d~8tre mis en oeuvre ~ par des spécialistes.
¦ C'est pourquoi l'invention a pour but la réalisation d'un dispositif de verrouillage qui soit essentiellement mécanique et ~ donc peut être mis en oeuvre par des ouvriers non spécialisés, tout ¦ en conservant eventuellement une répartition tr~s regulière de ¦ l~effort de verrouillage, c'est-à-dire de l'appui réciproque des pièces de verrouillage, sur toute la périphérie de la canalisation, quelle que soit par ailleurs, dans les limites admissibles, la déviation angulaire entre les éléments de cette canalisation.
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A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de ; verrouillage du type précité, caractérisé en ce que la collerette de l'emboItement comporte des passages axiaux taraudés r6partis sur sa périphérie et les moyens d'entretoisement sont constitués par des vis engagées dans ces passages de la collerette et s'ap-puyant sur la bague du caté opposé à llépaulement du bout uni.
La présente invention est particulièrement dirigée en-vers un dispositif de verrouillage en traction de couples d'éle-ments de canalisation, l'un a bout uni et l'autre à embo~tement, comportant une garniture annulaire d'étanchéit~ comprimee unique-ment radialement entre eux et susceptibles de présenter entre eux une déviation angulaire, dispositif du type à verrouillage indé-pendant de l'étanchéité et comprenant un épaulement prévu sur le bout uni et disposé, à l'état monté du joint, enire une colleret-te radiale intérieure d'entrée de l'emboite.lent et la garniture d'étanchéité, et une bague fendue enserrant le bout uni entre la collerette de l'emboitement et l'épaulement sous l'effet de moyens entretoisement disposés entre la collerette et la bague, carac-térisé en ce que la collerette de l'emboitement comporte des pas-, 20 sages axiaux taraudés répartis sur sa périphérie et les moyens ¦ d'entretoisement sont constitués par des vis engagées dans ces passages de la collerette et s~appuyant sur la bague du coté op-posé à l~épaulement du bout uni.
¦ ~1 trouve une application particulibrement avantageu.se dans le cas où l'emboitement comprend une seule cavite comportant successivement deux chambres de diambtres distincts, 19 plus grand du cOté de l'entrée, et réunies par une rampe tronconiqua, la chambre de plus petit diambtre servant ie logement définitif à la garniture après qu'elle y ait été forcée a partir d'una position 30 d'attente non compr'mée dans l'autre chambre. Dans ce cas en ef-fet, a ba~ue d'appui et les Vi3 servent, dans un premier temps, s a cette poussée axiale de la garniture dans son logement defin tif.
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10761~ ' D'autres caractéristiqu~S et ava.ltages de l'invelltion ressor'iront de la descrip~ion ~ui va suivre, à titre d'exemples non .imitatifs et en rega~d de5 dessins annexés sur lesquels:
La Fig. 1 représente une demi-vue en coupe diamétrale et partielle d'un dispositif de verrouillage conforme à ~'inven-tion dans une première application de celui-ci, la v~le etant prise avant vissage ~ ravers la collerette;
La F-g. 2 représente une vue correspondante après vis-sage, ~ plus petite échelle et en vue symétrique avec arrachement et rapprochement central, le joint présentant par ailleurs une déviation angulaire;
La Fig. 3 représente une vue analogue à celle de la Fig. 1 avant vissage dans une seconde a~plication du dispositif;
La Fig. 4 représente pour cette seconde application une vue analogue a celle de la Fig. 2 après vissage à travers la col-lerette;
La Fig. 5 illustre une variante de réalisation de l'é-paulement de butée de la bae:ue;
Les Figs. 6 et 7 illustrent, en vuo de face et en coupe diamétrale, une autre variante concernant :es passages filetés de la collerette d'emboltement.
Le dispositif de verrouillage des Figs. 1 et 2 concerne deux éléments de canalisation métalliques, par exemple en fonte, l'un Tl muni d'un bout uni 1 a tranche d'extrémit~ 2 et l'autre T2 résentant un emboItement 3 dont le fond est consti~aé par un épau-lement intérleur 4 qui entoure le bout uni.
Le bout uni 1 porte un relief de butée 5; ce relief de butée est, dans l'exemple rapporté, un simple cordon de soudure, dépose en usine.
L~emboltement 3 présente, comme connu, par exemple par ¦ le brevet ~rancais 70.22.03&, ur.e cavité unique présentant des diamètres progressivement décroissants vers l'intérieur. Une pre-. -- 3 ~C .

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mière cham~re cylindrique 6 d'asse~ ~rand diamètre - à peu près égal au diamètre extérieur de la garni~ure d'~5tanchéité au repos, c~est-à-dire non com?rimée - est raccordee par une rampe tronco-nique 7 à une seconde chambre cylindrique 8 qui se rac.orde au fond 4 de l'emboitement~ Cette disposition permet la mise en place, avec compression radiale, d'une garniture d'étanchéité G
en matière souple, par ex~mple en caoutchouc ou autre élastomère, une fois le bout uni 1 déjà lui-meme mis en place dans l'embo~-tement 3. La demi-section de cette garniture extérieure est semi-circulaire tandis ~ue sa demi-section int~rieure présente deux flancs radiaux réunis par un biseau intérieur d'angle très ouvert, de l'ordre de 140, et son diametre intérieur minimal, correspon-dant à l'arête d~ biseau, est supérieur au diamètre extérieur du bout uni 1 et de l'ordre de grandeur du diamètre extérieur du cor-don de soudure 5. Cette garniture G. placée en position d'attente, à l~etat non comprimé (Fig. 1), dans la chambre 6, est forcée d'une !
~anière qui sera précisée plus loin, le long de la rampe 7? ce qui la contracte radialement iusqu'à ce qu'elle soit entierement logée dans la chambre 8, à l'etat comprimé radialement e e l'emboite-ment 3 et le bout uni 1 (Fig. 2).
Le relief de butée ou cordon de soudure 5 est situé à une distance de la tranche d'extrémi~5 2 du bout uni t~lle que, une j fois le joint monté (Fig. 2), il se trouve entièrement situé au-delà de la rampe 7 de l'emboitement, vers le fond de celui-ci, I quelle que soit la déviation angulaire des éléments de canalisa-! tion, dans les limites admissibles.
Il est par ailleurs prévu une bague ~ métallique dont la section est à peu près rectangulaire, a un biseautage près in-diqué plus loin, et allongée suivant la direction axiale et qui entoure le bout uni 1 en serrant celui-ci élastiqueme2t du fait que son diamètre intérieur est lég~rement inférieur au diamètre extérieur du bout uni et qu'elle est fendue axialement~ dq façon ., f~

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- ~ que son diamètre intérieur puisse etre dilaté pour permettrc le passage du relief 5 au moment de la pénétration du bout uni dans l'embo~tement. Dans la position dilatée de la bague, une cals non représentée maintient écartées les lèvres de la fente. Le diamè-tre extérieur de la bague, à l'état serré sur le bout uni, est légèrement inférieur au diametre intérieur de la chambre 8 de ma-nière à pouvoir pénétrer dans celle-ci ainsi qu'il appara~tra plus : loin. Enfin, la face 10 de la bague tournée vers l~entrée de l'emboitemcnt est légèrement biseautée, d'environ 5 à 10 degrés, la pointe du biseau étant tournée vers l'axe de la ba~ue.
~ L'emboltement comporte à son entrée un relief d~appui - constitué par une collerette radiale intérieure 11 qui ferme la cavité d'emboltement et dont le diamètre interieur est ~ peu près intermédiaire entre les diamètres intérieur et extérieur de la bague 9. La face interne 12 de cette collerette présente une lé-~- gere inclinaison, conjuguée de celle de ln face 10 de la bague 9. ;, - 5 Sur l'angle extérieur de cette collerette, un chanfrein 13 favori-se le centrage du bout uni en vue de sa pénétration. La colleret-~ te 11 est percée de trous axiaux taraudes 14 dont les a:es sont à
i 20 une distance de l'axe de l'embo~tement correspondant a peu près au ~ -; diametre extérieur de la bague 9. Pour les nécessités de la mise ~ , ~: en place de la garniture ainsi que cela sera décrit plus loin, ces trous sont au nombre d'au moins trois. En vue du verrouillage, : ces trois trous sont complétés par un nombre adapté a la poussée axiale qu'on veut équilibrer. Ces trous taraudés sont en ef$et ~' traversés par des-vis 15 dont l'engagement permet la poussée de la bague 9. La pointe 16 de ces vis est usinée en un cône conjugué
lui aussi de celui du biseau de la bague 9. Ce contact selon des surfaces tron_oniques procure une réaction radiale qui, une foi~
30 ~tée la cale de dilatation de la bague 9, applique cette bague sur toute la periphérie du bout uni et permet une poussee parfaitement réguliere de la garniture G vers son logement.

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Le montage du Joint ainsi décrit est le suivant:
La bague 9 est tout d'abord deformée en hélice, pour passer ~ llintérieur de la collerette ll, puis dilatée ensuite, au moyen de la cale, pour venir se loger dans la première chambre 6 de l'embottement. La garniture G est lroduite à son tour et mise en position d'attente dans la meme chambre 6, près de la ram-pe 8. Le bout uni l est introduit dans l'ensemble et son relief S passe facilement à l~intérieur de la bague 9 et de la garniture G. La cale de dilatation de la bague 9 est alors retir~ie, ce qui ramène cette bague au contact du bout uni l. A ltaide des vis 15, - on pousse la bague 9, qui elle-~ame pousse la garniture G. Celle-ci se contracte le long de la rampe 7 et aborde l'espace annulaire - de la chambre 8. Elle franchit facilement le relief 5, qui ne pro- -! voque qu'une défor~ation très locale, et prend sa position défini-~ tive dans la chambre 8, derriere le relief 5. Par ailleurs le verrouillage commence des que la bague 9 est au contact du relief.
'- On constate sur la Fig. 2 que, méme en cas de déviation ,. ,, ;!
~; angulaire, la bague 9 ferme bien l'entrée de la chambre 8 de sorte que la garniture G ne peut pas etre rejetée dans la chambre 6, ~ ~
20 donc décomprimée, par la pression du fluide circulant dans la ca- ~ ;
nalisation. La longueur de la chambre 8 est donc assez grande -pour qu~elle puisseS recevoir non seulement la garniture G et le relief 5, mais encore une partie notable de la bague 9 correspon- s dant a la p~netration de celle-ci dans le cas de la déviation an- ~i gulaire admissible maximale. Il faut par ailleurs que la dimen-~ sion axiale de la bague 9 soit suffisante pour que, dans la meme ,~ position correspondant a la déviation maximale, sa paxtie la plus enfoncée dans la chambre 8 fasse suffisamment saillie hors de celle-ci pour que les vis 15 situées dans cette région soient tou-^~ 30 jo-lrs en appui contre sa face 16 malgré la pr~isence de la rampe 7.
Po~r assurer la progression réguliere de la garniture G, mais aussi pour réaliser le verrouillage dans de bonnes conditions, . -- -- 6 --: - - . , :

61ti'~ , il est préférable de n'employer au début que trois vis 15 régu-lièrement espacées sur la collerette 11. On trouve ainsi, en début de verxouillage, un contact uniforme entre la bague 9 et le relief 5, quelle que soit la déviation angulaire entre les élé-ments le canalisation, cette déviation étant bien entendu contenue dans les limites prédéterminées admissibles. Une telle déviation conduit simplement à une saillie différenciée des trois vis pour pousser la bague 9 jusqu'~ son contact avec le relief 5. Une fois le contact obtenu, on complète alors par le nombre de vis "
suppl~mentaires nécessaires pour que la section de matière qu'elles opposent ~ un éventuel recul du bou-t uni soit suffisante pour équi-librer la poussée ~ attendre de la pression de service que l~on doit faire régner dans la canalisation. ~ -Les Figs. 3 et 4 illustrent l'application du même dispo-sitif de verrouillage ~ un joint comportant une graniture à com-pression radiale à mise en place indépendante. Dans ce cas en effet, la garniture Ga occupe d'emblée sa place définitive dans l~emboltement 3 . ~elui-ci offre deux chambres, l'une de verrouil-lage 17 et l'autre d'étanchéite 18, séparées par une collerette radiale intérieure 19 entourant le bout uni 1. La chambre 18 re-çoit la garniture Ga et présente, adjacente à la collerette 19, ~-une gorge '~0 qui reçoit un talon ~1 de la garniture, ce talon re- ;
tenant celle-ci et l'empechant d'etre entralnée au moment de la ;
pénétration du kout uni dans l'emboitement étant donné qu'elle com-porte une partie interieure épaisse dont le diamètre est in~érieur au diamètre extérieur de ce bout uni. La collerette 19 maintient en place la garniture Ga lorsque la canalisation est en service et l'empêche d~etre chassee sous l'effet de la pression regnant dans l'espace annulaire demeurant au fond de l'embo~tement.
La chambre 17 de l'embo~tement est également fer~née dans ce cas par une collerette 11 , pourvue de trous taraudés 14 , dans lesa.uels s'engagent des vis 15 . La distance axiale entre les deux ... . .
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collerettes lla et 19 est suffisante pour que la bague 9 pllisse y adopter llinclinaison correspondant à la d~viation angulaire ad-missible maximale. La dimension axiale de la bague 9 peut etre assez nettement inférieure à celle de la bague 9 étant donné qu'il n'y a pas dans ce cas de condition de pénétration dans une seconde chambre, de sorte gue cette bague 9 presente une section à peu près carrée, au biseau près.
Le montage de ce dispositif ne sera décrit qu'en ce qui concerne les opérations qui le distinguent du précédent:
La progression du bout uni 1 s'arrete lorsque le relief 5 rencontre, en un point de sa circonférence, la collerette 19:
celle-ci a en effet un diamètre intérieur inférieur au diamètre ext~rieur de ce relief. La progression ultérieure de la bague 9 ~, ne correspond plus qu'à un serrage effectué par les vis 15 aux fins de verrouillage. On assure également cette progression au moyen de trois vis, puis une fois obtenu le contact parfaitement r~i circonférentiel entre la bague 9a et le relief 5, on complète par l'adjonction du nombre vou7u de vis.
Dans les deux modes de réalisation présent~;s, on obtient ~-ainsi, quelle que soit la déviation angulaire entre les éléments ~, de canalisation, un verrouillage parfaitement réparti.
On constate surtout la simplicité de mise en oeuvre puis-que les pieces annulaires se mettent en place dans l'emboltement avant la pénétration du bout uni et qu'ensuite il ne reste plus a ef~ectuer que des opérations de vissage à travers la collerette d'~3xtrémité ds l'emboItement.
. Dans la variant~, de la Fig. 5, le relief de butée ou -~ épaulement constitûé par le cordon de souùure 5 est remplacé par ,~ l'un des flancs 5 d'une gorge 22 m~3nagée ùans la surface exterieu-m 30 re du bout uni et suffisamment large pour que la bague 9 puisse venir s'y loger, en appui contre ce flanc ou épaulement 5 .

~ Dans la variante des Figs. 6 et 7, les taraudages 14 ne ;~ 8 C~

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sont pas menagés directement dans la collerette 11 , mais dans des écrous 23 qui présentent à une extrémité un collet extérieur carré 24 et qui sont s dans des créneaux 25 m~nages au moulage sur les bcrds de la c~lerette 11 et de forme conjuguée des écrous, c'est-à-dire avec à uue extrémité, caté chambre 6 ou 17, une en-taille carrée 26 recevant le collet 24.

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Claims

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué sont définies comme il suit:

1. Dispositif de verrouillage en traction de couples d'éléments de canalisation, l'un à bout uni et l'autre à emboî-tement, comportant une garniture annulaire d'étanchéité comprimée radialement entre eux et susceptibles de présenter entre eux une déviation angulaire, dispositif du type à verrouil-lage indépendant de l'étanchéité et comprenant un épaulement prévu sur le bout uni et disposé, à l'état monté du joint, entre une collerette radiale interne d'entrée de l'emboîtement et la garniture d'étanchéité, et une bague fendue enserrant le bout uni entre la collerette de l'emboîtement et l'épaulement du bout uni et appliquée contre cet épaulement sous l'effet de moyens d'entretoisement disposés entre la collerette et la bague, caractérisé en ce que la collerette de l'emboîtement comporte des passages axiaux taraudés répartis sur sa périphérie et les moyens d'entretoisement sont constitués par des vis engagées dans ces passages de la collerette et s'appuyant sur la bague du côté opposé à l'épaulement du bout uni.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé
en ce que la face interne de la collerette de l'emboîtement et la face externe de la bague sont inclinées, et ceci de la même valeur, et les vis présentent des têtes coniques d'incli-naison conjuguée.

3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé
en ce que l'épaulement est constitué par un cordon de soudure rapporté sur le bout uni.

4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé
en ce que l'épaulement est constitué par le flanc d'une gorge ménagée dans le bout uni.

5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que les passages taraudés sont ménagés directement dans la collerette de l'emboîtement.

6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les passages taraudés sont portés par des écrous logés dans des créneaux ménagés dans le bord de la collerette de l'emboîtement.

7. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé
en ce que, dans le cas où l`emboîtement comprend une seule cavité comportant successivement deux chambres de diamètres distincts, le plus grand du côté de l'entrée, et réunies par une rampe tronconique, la chambre de plus petit diamètre servant de logement définitif à la garniture après qu'elle y ait été forcée à partir d'une position d'attente non com-primée dans l'autre chambre, l'épaulement est dispose sur le bout uni de manière qu'à l'état monté du joint et pour la déviation angulaire admissible maximale das éléments de canalisation, cet épaulement se trouve entièrement situé dans la chambre de plus petit diamètre de l'emboîtement.

8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé
en ce que le diamètre extérieur de la bague, à l'état serré
sur le bout uni, est inférieur au diamètre de la chambre de plus petit diamètre de l'emboîtement.

9. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé
en ce que la dimension axiale de la bague est telle que, pour la déviation angulaire admissible maximale des éléments de canalisation, cette bague fasse saillie au-delà de la chambre de plus petit diamètre de l'emboîtement.

10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la demi-section intérieure de la garniture d'étanchéité présente une forme biseautée très ouverte et son plus petit diamètre est approximativement égal au diamètre extérieur de l'épaulement.

11. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé
en ce que, dans le cas où l'emboîtement comprend deux chambres, l'une de verrouillage renfermant la bague et l'épaulement et l'autre d'étanchéité contenant la garniture, et séparées par une collerette radiale intérieure, le cordon de soudure s'appuie, au moins en un point, sur cette collerette.

12. Dispositif de verrouillage axial en traction de couples d'éléments de canalisation l'un à bout uni et l'autre à emboîtement, l'emboîtement définissant un espace annulaire autour du bout uni, ce dispositif comportant une garniture annulaire d'étanchéité située dans l'espace annu-laire e' comprimée radialement entre l'emboîtement et le bout unit l'étanchéité du joint ainsi obtenu dépendant uni-quement de telle compression radiale de ladite garniture, lesdits éléments étant susceptibles de présenter entre eux une déviation angulaire, ledit dispositif assurant un ver-rouillage indépendant de l'étanchéité du joint et admettant une déviation angulaire non négligeable entre lesdites cana-lisation, ledit emboîtement comprenant une collerette interne a l'embouchure de l'emboîtement et refermant celle-ci avec un jeu suffisant pour permettre un degré limité de déviation entre les deux éléments de canalisation, ledit bout uni com-prenant un épaulement externe perpendiculaire à l'axe du bout uni et disposé à courte distance de l'extrémité du bout uni, la position dudit épaulement étant telle qu'à l'état monté du joint cet épaulement se situe entre ladite collerette interne et ladite garniture d'étanchéité, ledit dispositif comprenant des moyens d'entretoisement et une bague fendue enserrant le-dit bout uni entre ladite collerette interne et ledit épaule-ment du bout uni et étant, à l'état monté du joint, appliquée contre cet épaulement, sous l'effet desdits moyens d'entre-toisement, lesdits moyens d'entretoisement étant entre ladite collerette et ladite bague fendue, ladite collerette interne comportant des passages axiaux taraudés répartis sur sa périphérie, et lesdits moyens d'entretoisement étant constitués sur des vis engagées dans lesdits passages axiaux de la collerette interne et s'appuyant sur ladite bague du côté opposé audit épaulement du bout uni.